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摘要：闡述幾種常見的電子電路故障診斷技術，包括直觀法、監測測量法、紅外成像檢測技術，并對電子電路故障的預測技術進行了詳細的探討，從而降低發生電子產品故障的概率。
關鍵詞：電子電路，故障診斷，預測技術，電子產品。
0引言
電子設備作為信息時代的必備產品，廣泛應用在社會生產和人們日常生活中。隨著電子產品集成化程度越來越高，電子產品在使用過程中受到自然因素、運行環境以及內部系統缺陷等影響出現設備故障，電子設備的故障檢修費用不斷增長，增加了企業運行的成本。因此，為了確保電子設備運行的安全性、可靠性，降低故障發生概率，需要檢修人員需要對電子設備進行監測，并對電子設備的可能出現的故障進行預測，及時采取預防措施。故障預測與健康管理技術逐漸受到企業的重視，與傳統的設備檢修技術相比，故障預測與健康管理技術，可以根據電子系統的工作原理、狀態，預測系統未來的健康狀態以及剩余使用壽命，并做出相應的設備維護計劃，延長設備的使用時間。
1電子電路故障診斷技術
電子產品結構復雜，電子電路作為電子產品重要的組成部分，一旦電子電路出現故障，則需要對電子電路故障進行準確的檢測與判斷，及時找到電子電路故障位置，并采取有效的措施。
1.1直觀法。直觀法是不需要借助其他的設備進行檢測，而是利用人的視覺、聽覺、觸覺、味覺等感官對電子電路的故障進行判斷分析，從而確定電子電路故障，并采取有效的措施。直觀法分為通電前觀察和通電后觀察，通電前，需要觀察電子電路是否接線準確，電子元件安裝位置是否準確，電子電路是否存在松動等現象，確定電子電路的元件安裝正確后，需要通電觀察，檢查電子設備的斷路器是否熔斷、電子元件的外部是否存在燒焦發黑、現場是否存在難聞的燒焦味等，通過這些感官上的判斷，可以有助于電子設備維修人員快速判斷電子電路存在的故障原因。直觀法操作簡單，不需要借助其他測量儀器，可以快速判斷電子電路的故障位置，可以將其用于復雜電路故障的基礎環節，有助于提高電子電路故障排查的效率[1]。但是直觀法對電子電路故障檢修人員的要求比較高，檢修人員必須具備一定的工作經驗，可以根據機械設備和電氣系統的異常現象，判斷故障發生的原因和位置。
1.2監測測量法。監測測量法是利用電流表、電壓表、萬能表等測量電子系統的技術指標，并將測量的技術指標與正常數值進行對比，如果某一項數值高于或者低于正常數值，則可以判斷故障發生的位置和原因，并根據實際情況采取有效的措施，讓電子系統盡快恢復正常。如果電子電路的電壓不穩定，則可以用電能表測量電子電路的電壓值，并將系統的電壓值和正常工作電壓進行對比，判斷出電子設備故障。監測測量法需要利用專門的測量儀器，檢測電子電路存在的問題。如利用萬能表測量電子系統的某一個線路電流或者電阻值，如果檢測的電流數值和電阻值與電子元件設計的參數不符合，則表示故障出現在該線路，只需要對該線路的故障進行排查，就能快速找到故障[2]。或者使用示波器進行測量，示波器是一種綜合性的電子圖示測量儀器，可以測量電信號的幅度、頻率、周期、溫度、電壓、脈沖信號和脈寬等參數，并通過電子屏直接顯示波形。根據波形狀態以及數值，如果與實際電壓、電流值不符合，則可以快速判斷電路故障的位置。1.3紅外成像技術隨著計算機信息技術、電力電子技術、微電子技術的發展，電子產品的電路結構更復雜、電子系統集成度更高、電子產品小型化，一定程度上增加了電子電路故障檢測難度。傳統的電流、電壓檢測法已經無法適應電子集成化發展要求，將紅外檢測技術應用在電子電路故障檢測，可以快速準確判斷故障的位置。紅外成像檢測技術是通過光電技術測量檢測對象表面熱輻射的紅外線特定波段信號，并將信號轉換為人的視覺可以分辨的圖像與圖形，從而計算檢測溫度。紅外線的輻射與檢測對象表面溫度有關，溫度越高，則輻射越強。紅外成像設備可以將檢測物體表面的熱輻射用圖像表現出來，不同的溫度用不同的顏色表示[3]。紅外成像檢測技術是通過測量電子電路的熱流和熱量判斷出電子電路存在絕緣體破裂、線路老化等問題。
2電子電路故障預測技術
2.1電子電路故障預測的關鍵。電子電路故障存在非線性、不確定等特點，一定程度上增加了故障診斷與預測的難度。電路故障大多數由于電子元件失效造成的，通過研究電子元件可以建立電子元件失效機理和退化模型，從而預測電路的壽命和未來可能出現的故障。但是由于現代電子產品的電子元件種類多、電子元件的失效模型比較復雜，同一元件在不同環境下的工作性能退化機理不同、物理模型也不同，所以無法對電子電路和電子元件的失效機理做出有效的判斷與模型。其次，不同的電路失效定義不同，目前在電力電子領域還沒有形成判斷電子電路健康的標準，這給電子電路監測與評價增加了難度，往往是根據電子電路檢修人員的經驗進行判斷。此外，隨著電子產品功能日益完善，對電子產品可靠性要求越來越高，電子電路預測的精度也不斷提高[4]。但是現有的故障診斷與預測技術無法對電子電路的運行進行有效的評估，從而導致了電子電路故障預測難度。PHM技術也稱故障預測與健康管理技術，它是利用傳感器采集電子系統的運行數據信息，通過計算機電子技術、云計算、大數據、人工智能算法等監控、評估電子系統的健康狀態，在電子系統出現故障前，對電子系統的故障進行預測，并根據電子系統運行相關參數提出檢修方案和決策。PHM技術是集故障檢測、故障隔離、故障分析、故障預測以及故障檢修為一體的綜合各技術。它改變了過去產品故障后維修或者定期維修的被動式檢修方式，將被動轉為主動檢修，極大地提高了設備檢修效率，確保電子系統運行的安全性和可靠性。PHM技術是最早是在軍事領域應用，主要用來檢測系統設備故障，滿足其可靠性與準確性的要求，降低維修成本。
2.2電子電路故障的預測。2.2.1神經網絡模型。神經網絡模型是按照大腦神經網絡思維模式，它是由大量的節點（神經元）按照不同的連接方式構成一個完整的網絡，建立神經網絡模型。每一個節點代表一定的輸出函數，兩個節點是連接信號的加權值[5,6]。通過采集一定的樣本數據進行訓練，將其達到電子電路故障的非線性、不確定性等特點，從而得出與電子電路故障診斷一致的模型，通過神經網絡模型，可以建立電子電路故障模型，從而為電子電路故障做出有效的預測。2.2.2混沌理論用來改進預測模型?；煦缋碚撌且环N質性思考與量化分析的方式，主要用來分析動態系統中無法用單一數據進行分析，需要用完整、連續的數據關系進行解釋與預測的行為?；煦缋碚撨m合應用在難以預測或者比較復雜的系統中，由于電子電路系統故障呈現非線性、不確定性，通過混沌相空間重構理論嵌入到神經網絡模型，對數據進行相間重構，再將得到的數據矩陣用神經網絡模型進行訓練與預測，進一步優化神經網絡模型的預測結果，提高電子電路故障預測的準確性。
3結語
隨著電子系統集成化、小型化發展，電子電路結構越來越復雜，增加電子電路故障診斷與預測的難度。PHM技術作為現代故障檢修一體化綜合技術，已廣泛應用在電子設備故障檢修系統，但是由于電子電路故障的不規律性、非線性，增加了故障預測的難度。將神經網絡和混沌理論應用在電子電路故障診斷與預測環節，可以提高故障預測的準確性。
參考文獻
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[6]黃潔,何怡剛.模擬電路故障診斷的發展現狀與展望[J].微電子學,2004(01):21-25.
作者:朱健 單位:江蘇無線電廠有限公司
